高精度磁法在福建书坊地区地质勘查中的应用

高精度磁法在福建书坊地区地质勘查中的应用

李文华

陕西地矿第二综合物探大队有限公司，西安市 710016

摘要：本文依托为福建书坊地区矿产地质调查1∶5万高精度磁法测量项目，该项目是福建书坊地区矿产地质调查的子项目。本次1∶5万高精度磁测工作的主要目的任务是：在系统收集和整理研究区以往物探资料基础上，开展书坊幅1∶5万高精度磁法测量工作，处理数据及编图，圈定磁异常，推断构造及岩体等，初步查明引起异常的原因。结合本区的及成矿规律，圈定找矿有利区，为地质找矿提供服务。关键词：高精度磁法，地质勘查，福建书坊地区

1地质背景

1.1区域地质特征

区域构造单元处于华夏地块北武夷隆起区之邵武-将乐裂陷槽与浦城-顺昌基底隆起区连接带中部；大地构造位置位于崇安一石城北东向断裂带之东侧，南平一宁化北东东向构造一岩浆带北侧，浦城山下-顺昌杨厝北东向韧性剪切带贯穿研究区，属闽西北隆起带的中段。研究区经历了多期次、多阶段的构造活动与改造。区内地壳运动频繁，经历了基底变质、沉积盖层的形成和构造变动、岩浆活动的长期多旋回发展演化过程。区域性断裂（带）控制着各地质构造单元边界、各单元块体的升降、岩浆岩带和成矿带的形成。研究区成矿位置位于闽西北三级成矿区（带）之浦城-顺昌成矿亚带中段，属华夏古陆的重要组成部分，是环太平洋中、新生代巨型构造-岩浆岩带中的重要成矿区域之一。

1.2研究区地质特征

研究区地层分区属武夷地层分区闽北小区。研究区变质地层划分为古元古代大金山岩组、南山岩组、新元古代马面山岩群龙北溪岩组等。中生代火山岩地层及中生代断陷盆地沉积地层，沿NE向断裂呈单边狭长带状展布，主要有侏罗系梨山组、长林组、白垩系下渡组等。其中，梨山组、长林组属内陆盆地碎屑岩沉积建造，下渡组为火山碎屑岩建造。

研究区位于福建一级构造单元—北武夷隆起带的中部。位于麻沙－拿口元古代古陆块构造单元内，总体为北东向展布的穹形或长垣形构造，西侧为崇安－石城裂陷槽，东为浦城－尤溪断裂带，北侧为大王山火山喷发区覆盖，南侧沿建阳麻源、建瓯丰乐、吉阳、顺昌仁寿、际会一线与中—新元古代变质地层呈叠瓦状断层夹块相间产出。区内广泛出露前寒武纪变质岩系，是研究“华夏古陆”的窗口。

研究区侵入岩出露面积约44.6km2，占研究区面积的9.6%左右，主要分布于研究区北侧中部、西侧中部及南西角等地。岩石类型以正长花岗岩为主，少量花岗斑岩。这些岩石分布于金龟山、角龙山、牛角龙等三处深成岩体。

2工作方法技术

2.2高精度磁测准备工作

磁力仪噪声水平测定方法技术：选择无磁干扰的场地，各仪器探头之间的距离相距均在20m以上；以循环工作方式采集数据，循环时间间隔为5s，所有仪器均做到秒级同步观测；开工前采集数据128个，完工后采集数据120个。

探头一致性测定方法：开工前选择939#仪器和8#探头组合作为基站固定不动，使用410#仪器轮换与其它探头组合，完工后选择607#仪器和6#探头组合作为基站固定不动，使用940#仪器轮换与其它探头组合。固定不动的两台仪器均达到了秒级同步，进行循环测量，开工前每个探头读数为80个观测值，完工后每个探头选取70个观测值。更换探头时，主机未关机，保持各探头的高度、方向一致。探头的一致性用固定探头和使用其它探头时仪器读数之间差值的平均值来衡量。

主机一致性测定方法：使用同一个探头，用8台主机轮换作日变观测，每台主机读数大于60个。按照先后顺序，在同一坐标上绘制出各仪器的日变观测曲线，开工前及完工后观测曲线均无脱节现象，表明主机的一致性良好。

整机一致性测定方法：选择浅层干扰小且无人为干扰场影响的区域，布设观测点51个，开工前选939#仪器做日变观测，其它磁力仪在这些观测点上进行往返观测，之后再使用311#仪器做日变观测，将939#仪器在测点上进行往返观测；完工后选607#仪器做日变观测，其它磁力仪在这些观测点上进行往返观测，之后，再使用305#仪器做日变观测，将607#仪器在测点上进行往返观测。将所有仪器的往返观测值都经过日变改正。

2.2测点数据采集

每日出工前对所有仪器均进行时钟校对，各台仪器间时钟均达到了秒级同步。

测点观测：野外测量采用“校对点→测点→……→测点→校对点”的闭合方式进行。每个工作单元均起于校对点终于校对点。仪器的工作模式为总场测量模式；磁力仪操作员严格全身去磁，未携带任何磁性物品；测点观测过程中，探头保持南北向放置、探杆直立，探头保持2.0m高度；野外遇到磁性干扰时，采取了相应的避让措施，并在记录本上进行了详实记录；野外工作过程中，未遇仪器受震、受碰或其它原因使仪器有故障的问题，仪器工作状态正常；

物性标本的采集：磁性标本采集以剖面为主、散点为辅的方式进行，用甲方1∶5万地质图作为层位划分依据，用1∶5万地形图概略引点，采样完成后，使用手持GPS记录采集位置坐标；标本采集选择具有代表性的层位，采集新鲜岩石，严禁采集风化、蚀变、污染的岩石标本，重点采集磁测异常区的标本；磁性标本大小大致为6cm×6cm×6cm，每类岩石的标本数均大于30块；采集的物性标本由地质员在原地及时做好各项记录，并妥善保管。

3资料整理及图件编制

3.1数据处理

经外部改正后的磁力异常包含地下磁源体纵、横向磁性变化的所有信息，磁力资料处理的目的就是针对给定的地质任务，采用合理有效的数据处理方法，提取有地质意义的异常信息；解释推断就是利用这些异常信息，设计合理的地质—地球物理模型，结合激电测量成果以及其他地质、矿产、化探资料进行综合分析，将地质—地球物理模型转换为地质成果，最终解决地质问题。在此基础上，结合地质、矿产及化探资料圈定区内可供进一步工作的找矿远景区和有利区，为深部找矿提供依据。

根据本项目地质任务要求，在磁力资料处理过程中，既采用传统的资料处理方法，如异常分离、异常解析延拓、异常求导、异常滤波等，又重点采用剖面拟合、异常定量计算等方法技术，突出综合地球物理反演方法，提高磁力勘探解决矿产勘查问题的能力与分辨率。数据处理主要采用中国地质调查局发展中心推广的RGIS软件进行。

3.2图件编制

本次图件编制按照《物化探图件编制规范》要求，不分幅编绘，各种基础图件及成果图件均采用MAPGIS 6.7软件平台编制，统一使用计算机编制喷绘。

坐标投影采用高斯—克吕格投影、6°分带、中央子午线为东经117°，平面坐标采用CGCS2000国家大地坐标系。各种基础图件及成果图件均绘制内外图框线，图框线以甲方提供的范围为准，并按图式要求标注经纬度及方里网线。

地理底图底图内元素修饰以甲方提供的地理地图为基准，根据资料情况适当增加，地理要素包含居民点、交通网、水系等。本区居民点极少，部分地名从1︰50000地形图或地质图上选取，并优先选择图幅内异常位置处的地名。图幅内交通、主要河流和各主要支流均与原地理底图保持一致。

平面图中用等值线表示异常，有零值、正值、负值异常等值线，等值线间隔根据不同类型的基础图件进行调整，不作统一规定。除用等值线表示磁异常外，还用颜色表示磁异常的大小，异常值由大到小其颜色由暖色逐渐变为冷色。

4磁异常推断解释

4.1磁场特征

中部强磁异常区位于研究区西部及西北部的池下村—红旗村—贵溪村—钱塘村，为研究区分布面积最大的磁异常区，由多个局部异常组成，特征复杂，局部呈团块状、条带状，整体走向北东向。该异常区主要有加里东期的中细粒二云母正长花岗岩、燕山中期肉红色含斑中细粒黑云母正长花岗岩、下渡组的凝灰岩、长林组和梨山组下段砂砾岩、大金山岩组斜长变粒岩和斜长角闪岩。磁异常区对应的是大金山组古老变质地层。

东部弱磁异常平缓区位于研究区东部及东北部的池五峰村—唐科村—东徐村—策口村，为大面积负磁异常区，磁场较为宽稳；局部的串状磁异常带主要分布在区内东南部，呈串带异常状，走向北东向。该异常区主要有燕山晚期的花岗斑岩，加里东期的中细粒二云母正长花岗岩，长林组和梨山组下端砂砾岩、局部夹灰岩，龙北溪组的石英片岩、斜长角闪片岩、透辉石岩等，南山岩组的变粒岩、石英片岩，大金山岩组斜长变粒岩和斜长角闪岩。该异常区与西部异常区分界限附近有条规模较大的韧性剪切带，走向呈北东向。该区化探综合异常主要沿北东向的韧性剪切带分布，其中有甲1类异常HS-14、乙2类异常HS-17。区内矿床、矿化点也大都分布于此构造附近，其中包含有13号铅锌矿、19号铅锌矿、18号铜多金属矿化点、12号铜多金属矿、8号金矿等。

西南部负磁异常区位于研究区西南部的寺前—池下村一带，异常区分布面积较小，磁场较为平稳，异常主要为南部一近似圆状异常，异常强度较低。该区主要岩性有花岗岩、大金山岩组斜长变粒岩和斜长角闪岩、梨山组上段等。该区没有发现优于乙2的化探异常，构造较为简单，基本没有断裂构造分布此区。磁异常的向上延拓主要是突出规模较大的异常体的异常特征，而压制规模较小的异常体的异常特征。

4.2磁异常解释推断

（1）CT3磁异常

异常位于书坊乡西南7.25km，饶坝电站南部0.9km处，异常区面积约2.8km2，△T化极异常呈长条状，南北向展布，△T化极异常极值为260nT。

该异常区主要为大金山岩组的黑云斜长变粒岩、黑云石英片岩夹斜长角闪岩与花岗岩接触带上。结合水系综合异常，CT3异常附近存在化探异常HS-6（丙）、HS-8（甲）异常，异常主要为金、银、钼、铜等异常，并在水系异常附近发现有106号石墨矿、太阳山金矿等。分析航磁资料可知，CT3号异常与航磁饶坝（闽C-84-1）异常位置相同，航磁饶坝异常呈北东走向，单线异常形态规则，梯度中等，正负伴生，最大值200nT，最小值－130nT，与CT3号异常特征较吻合，故认为CT3号异常与航磁饶坝异常为同一异常，航磁推测认为此异常由变质岩磁性富集引起，其所处地质环境对成矿有利，附近见矿化点，值得进一步研究。由物性资料可知，黑云斜长变粒岩磁化率平均值为104.68×10－64π·SI，最高为1000.68×10－64π·SI；花岗岩磁化率平均值为435.01×10－64π·SI，最高为594.90×10

－64π·SI。结合地质、物性及航磁资料，推断CT3磁异常均为变质岩磁性富集引起。

（2）CT5磁异常

CT5异常位于研究区的中部贵溪—陈敦一带，异常较为杂乱不规则，△T异常呈正负伴生的特征。异常区面积约27.5km2，△T化极异常椭圆，近东西向展布，△T化极异常极值为380nT。分析航磁资料，CT5异常与航磁贵溪异常（编号：闽C-58-20）异常位置相近，贵溪异常较为杂乱不规则，面积约20平方公里。异常正负伴生特征，梯度较缓，而且各线异常形态难对比。最大值240nT，最小值－120nT。分析认为CT5异常与航磁贵溪异常为同一异常，航磁资料认为异常由云母石英片岩磁性不均匀引起。异常区内构造较为发育，走向不一，其中F3断裂及北侧300米处一未编号断裂走向北东向，异常西南部分布两条未编号断裂，一条走向近南北向，另一条走向近东西向，贵溪金矿点分布在东西向未编号断裂带中。异常东部边界附近断裂构造更为发育，水系异常较多，HS-3(乙2)和HS-7(乙2)异常紧邻异常边界，为成矿创造了有利条件。

（3）CT6磁异常

CT6异常位于研究区中部杨梅山-三峰山-华家山一带，异常区面积约16.6km2，△T化极异常呈椭圆状，北东向展布，△T化极异常极值为220nT。异常区主要为大金山组的黑云斜长变粒岩、黑云（二云）石英片岩夹斜长角闪岩（含石墨），异常区内断裂构造较为发育，F9、F10、F3及数条未编号断裂均分布在CT6号异常周围，断裂走向均为北东向。结合航磁资料异常图，CT6号异常位于丁厝异常（编号：闽C-84-2）南部并与丁厝异常相接，航磁推测丁厝异常由变质岩磁性位富集引起。由此可见，采用最强磁性的变粒岩也不足以引起220nT的磁异常，结合化极△T异常上延100m、300m、500m、1000m平面图可发现，CT6号异常在不同高度延拓的平面图中都没有消失，故推测CT6异常由沿断裂构造分布且具有一定埋深的变质岩磁源体富集引起，与航磁推测一致。

4.3断裂构造推断解释

断裂的发生使地质体的连续性遭到破坏，也使磁源体的连续性遭到破坏，或后期磁性体沿断裂侵入，必将引起磁场的形态变化，这种磁场的变化特征，就是利用磁场资料推断断裂的地球物理依据。利用磁测资料推断断裂的平面位置，首先根据不同数据处理方法计算得出的磁力基础图件，确定走向明显的磁力线性构造特征线。各种磁力线性构造特征线是不同时期、不同性质、不同地质构造及其它因素在磁场上的综合反映，必须结合本区的地质及其它已知资料进行综合分析。利用磁力资料确定断裂要素，必须结合已有的地质及其它资料，并根据前人的地质调查成果来判定，也可利用剖面正演拟合，通过拟合磁源体的产状，进而判定断裂产状。

5找矿有利区简述

书坊找矿有利区位于水北村至钱塘村一带，书坊乡位于区内中部，有利区面积约24.7km2，呈北东向走向。在化极△T异常等值线图中，该区处于CT2与CT5异常中间的过度带中，区内异常强度较低，以负异常为主，区内断裂构造发育。

地质资料显示此区北部位于书坊村附近，分布于志留纪似斑状正长花岗岩与古元古界大金山岩组外接触带中；西南部位于苦竹洞南侧，分布于早白垩世下渡组火山碎屑岩与古元古代大金山岩组接触带附近。断裂构造发育，F-4、F-5及F-2在区内均有分布。

分析化探资料，区内分布有HS-2(乙3)及HS-5(丙)异常。其中HS-2(乙3)异常呈北东向条带状，以Au、Hg元素异常为主，具内带，伴生Mo、Sb等元素异常，套合较好，可能与岩浆热液型Au矿床有关；HS-5(丙)异常北东向透镜状，以Au异常为主，具有内带，伴生有Hg、Sn等元素异常，套合较好，剥蚀程度中等，异常规模小。

综上分析认为此区为找矿有利区，主攻矿种为金、铜等多金属控矿。

6结论与建议

通过1∶5万高精度磁测资料的处理、解释，大致查明了书坊幅地磁异常分布特征，结合本区布格重力异常、航次资料、地质矿产资料及其它相关地质成果资料，对研究区的地质构造、矿产特征及矿产勘探的远景区划等有了一定的认识，取得的如下主要成果：

通过对资料的分析及研究，将全区地磁场划分为三个区，分别是中（西北）部强磁异常区、东部弱磁异常平缓区及西南部负磁异常区。圈定磁异常10个，标定异常中心26个，磁异常形态与1∶5万航磁异常基本一致，并对各磁异常进行了详细的推断解释。通过对磁测成果反映的构造特征分析，结合本区地质推断断裂构造16条。通过对磁测资料的处理解释，结合本区的化探异常及成矿规律，圈定书坊找矿有利区。

参考文献

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[3]高彬颖.瞬变电磁仪在采空区的探测中的应用[J].山东工业技术,2019(05):159-160.
作者简介：李文华，男（1985.01-）汉族，江西省南昌市人，大学本科，工程师，主要从事地球物理勘查与遥感工作。

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